一前言

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展，中等跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的頂推架設(shè)法已成為橋梁建設(shè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。我局承擔(dān)的寶中鐵路中衛(wèi)黃河特大橋，主跨兩聯(lián)7×48m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁采用多點(diǎn)頂推法施工，在鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院、鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院的配合下，對(duì)傳統(tǒng)的頂推方法加以改進(jìn)和提高，形成了分段制梁，分段張拉；多點(diǎn)頂推，集中控制；隔墩布頂，同步運(yùn)行；分墩起落，高差限定；實(shí)測(cè)梁重，全聯(lián)調(diào)整的多點(diǎn)頂推架設(shè)工藝。

這項(xiàng)技術(shù)于1993年10月通過(guò)專家技術(shù)鑒定，評(píng)定該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，可推廣應(yīng)用，同年，獲中國(guó)鐵道建筑總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。我們將這項(xiàng)技術(shù)總結(jié)形成工法。

二、工法特點(diǎn)

1.不需要大型的機(jī)械設(shè)備和大噸位的反力設(shè)施，施工過(guò)程中不影響橋下通航和交通。

2.現(xiàn)場(chǎng)制梁，工廠化施工，質(zhì)量容易控制，施工不受場(chǎng)地、地形和水流的影響。

3.頂推設(shè)備自動(dòng)化程度高，循環(huán)周期短，施工進(jìn)度快，梁體在頂推過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠。

4.操作簡(jiǎn)便，便于掌握，一般工人經(jīng)過(guò)短時(shí)間培訓(xùn)即可達(dá)到熟練程度。

5.采取了有效的防開(kāi)裂措施，能保證梁體在頂推過(guò)程中不出現(xiàn)開(kāi)裂。

三、適應(yīng)范圍

1.適應(yīng)于公路、鐵路中等跨度的等高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁。

2.適應(yīng)于有水橋、跨谷橋、跨線橋及城市立交橋。當(dāng)要求施工不影響橋下通航和交通時(shí)，本工法更能顯出其優(yōu)越性。

3.適應(yīng)于工期緊張、用現(xiàn)有架梁設(shè)備很難完成的橋梁架設(shè)。

四、工藝原理

利用設(shè)置在部分墩頂上的水平千斤頂及其自動(dòng)牽引裝置牽引頂推傳力索，通過(guò)主控臺(tái)的集中控制，將制梁臺(tái)座上制好的梁段，在滑道上一節(jié)一節(jié)地不斷向前頂進(jìn)，直至全聯(lián)梁頂推到位(如圖1)，再起梁，拆除滑道，安裝支座，落梁，調(diào)整支座反力，完成整聯(lián)梁的架設(shè)。

箱梁在頂推過(guò)程中的受力情況如圖2所示。

梁體向前移動(dòng)的條件是

∑Hi>∑fiNi

式中：Hi——各頂推千斤頂?shù)捻斖屏Γ?/P>

Ni——各支點(diǎn)的支反力；

fi——各支點(diǎn)頂推靜摩擦因數(shù)。

五、關(guān)鍵技術(shù)

(一)頂推滑道

制梁臺(tái)座上采用連續(xù)梁式整體固定滑道，它是通過(guò)在滑道梁上連續(xù)鋪設(shè)滑道板形成的。滑道板由鋼板制成，表面貼1mm厚不銹鋼板。

各墩頂滑道采用單滑道板形式，置于鞍形滑道墊層上(圖3)。這種形式的滑道能很好地承受 各向作用力，而且標(biāo)高容易控制，拆除也非常方便。?

滑塊采用國(guó)產(chǎn)聚四氟乙烯滑塊，為減小頂推摩擦因數(shù)，在滑塊表面涂鉛粉。

設(shè)計(jì)滑道板時(shí)，滑道板的有效長(zhǎng)度應(yīng)能保證滑塊在頂推過(guò)程中所承受的最大壓力不超過(guò)8MPa，以免造成滑塊變形過(guò)大和損傷。

(二)頂推設(shè)備的配置

?頂推設(shè)備包括：水平千斤頂及其配套的牽引裝置、千斤頂支墩、集中控制裝置等。

1.頂推千斤頂數(shù)量的確定和布置

根據(jù)頂推重量及設(shè)計(jì)滑道各支點(diǎn)頂推靜摩擦因數(shù)可計(jì)算出連續(xù)梁頂推所需要的頂推力，從而確定頂推千斤頂?shù)臄?shù)量，并按隔墩布置的原則將各千斤頂布置在各主橋墩上(可以簡(jiǎn)稱布頂 墩)，每個(gè)布頂墩上、下游各設(shè)一臺(tái)，安裝在該墩墩頂?shù)捻斖魄Ы镯斨Ф丈?見(jiàn)圖4)。本工法采用YPD-600型水平千斤頂及與其配套的自動(dòng)夾索式頂推牽引裝置。

2.千斤頂支墩

頂推千斤頂支墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每個(gè)布頂墩上、下游各設(shè)一個(gè)。為拆除方便，在頂推千斤頂支墩下部與橋墩帽連接處，設(shè)厚10cm硫磺砂膠混凝土，內(nèi)埋電阻絲。拆除時(shí)，將電阻絲 通電，電阻絲發(fā)熱熔化硫磺砂膠混凝土，千斤頂支墩即與橋墩帽分離。

3.多點(diǎn)頂推的集中控制與同步運(yùn)行?

每個(gè)布頂墩上設(shè)一臺(tái)可分級(jí)調(diào)壓的HNW-1型液壓站，控制該墩頂上的上、下游兩臺(tái)水平千斤 頂。橋頭設(shè)一臺(tái)ZK-J5S-H型主控臺(tái)，與所有液壓站聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)一控制各液壓站。各水平千斤頂通過(guò)液壓站在主控臺(tái)的控制下，同時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)停止，達(dá)到同步，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)頂推的集中控 制和同步運(yùn)行。?

(三)制梁臺(tái)座和頂推臨時(shí)支墩?

1.制梁臺(tái)座

本工法采用重力式實(shí)體制梁臺(tái)座。臺(tái)座上設(shè)滑道梁和活動(dòng)底模架。在滑道梁上設(shè)整體固定滑道；在底模架上設(shè)底模板和外側(cè)模板。底模板和外側(cè)模板均為鋼模板(見(jiàn)圖5)。

2.臨時(shí)支墩

為滿足安裝鋼導(dǎo)梁和連續(xù)梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺(tái)座前和連續(xù)梁第一跨內(nèi)各設(shè)一個(gè)臨時(shí)支墩；為便于后期頂推拆除鋼導(dǎo)梁和張拉后期預(yù)應(yīng)力束，在連續(xù)梁終點(diǎn)墩旁(靠頂推前進(jìn)方向)及其前方各設(shè)一個(gè)臨時(shí)支墩，并在這兩個(gè)臨時(shí)支墩間搭設(shè)工作平臺(tái)。

為提高臨時(shí)支墩的穩(wěn)定性，防止臨時(shí)支墩在箱梁頂推過(guò)程中產(chǎn)生較大的水平位移，將臨時(shí)支墩與相鄰的主橋墩和制梁臺(tái)座進(jìn)行撐拉連接，使水平方向加固。

(四)頂推的導(dǎo)向與糾偏

為防止箱梁在頂推過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)大的偏斜，在箱梁首尾附近在橋墩上安裝導(dǎo)向裝置，限制箱梁的橫向移動(dòng)。

本工法采用楔塊法為主、千斤頂橫頂法為輔的糾偏方法。楔塊法糾偏裝置與導(dǎo)向裝置基本相同，安裝在各墩頂?shù)捻斖魄Ы镯斨Ф栈驅(qū)蛑Ф丈?見(jiàn)圖6)。導(dǎo)向和糾偏工作均在箱梁滑行過(guò)程中進(jìn)行。

(五)箱梁起落和支反力調(diào)整

起落梁采取分墩起落、高差限位、實(shí)測(cè)梁重、全聯(lián)調(diào)整的方法。起頂設(shè)備采用YSD2000-30型和YD5000-160型兩種千斤頂。為降低造價(jià)，確保安全并考慮運(yùn)輸和安裝方便，采用鋼管混凝 土塊作安全支撐。?

拆除頂推滑道、換上正式支座后，利用設(shè)在各布頂墩上的起落千斤頂將箱梁頂起(各墩起 頂高度相同)，則箱梁的全部重量由千斤頂支承。根據(jù)各千斤頂?shù)挠蛪褐担?jì)算出各千斤頂 的起頂力，即可得到各墩的實(shí)測(cè)支反力Ri′，然后計(jì)算出梁的重量G′= ∑Ri′， 再根據(jù)計(jì)算梁重G、設(shè)計(jì)支反力Ri、實(shí)測(cè)梁重G′，計(jì)算出各支點(diǎn)的理想支反力(即在實(shí)測(cè)梁重情況下各支點(diǎn)應(yīng)該承受的支反力)Ri″，Ri″=RiG′/G。?

通過(guò)實(shí)測(cè)支反力Ri′與理想支反力Ri″比較，找出支反力偏小的支點(diǎn)，然后采取在 這些支點(diǎn)的支座下面加墊鋼板的方法，調(diào)整支座標(biāo)高，從而調(diào)整其支反力。?

由于調(diào)整部分支座的標(biāo)高后，所有支點(diǎn)的反力值都將產(chǎn)生變化，所以，經(jīng)過(guò)一次調(diào)整不一定能達(dá)到目的，需要重復(fù)進(jìn)行多次的實(shí)測(cè)和調(diào)整，直到各支點(diǎn)反力均達(dá)到或接近理想支反力。?

六、機(jī)械設(shè)備

本工法所用的主要機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表1。

如圖7所示，傳力拉索采用5～7Ф5鋼絞線。隨著千斤頂活塞桿的頂出和回程，頂推鎖定錨具和回程鎖定錨具對(duì)傳力拉索交替鎖定和松脫，錨具的退錨、再錨均由設(shè)備自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化程序高?；爻虝r(shí)，拉索仍處于緊張狀態(tài)，千斤頂行程損失小。使用這套裝置，施工進(jìn)度快，梁體運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠。

七、頂推前準(zhǔn)備

1.平整場(chǎng)地，設(shè)置制梁場(chǎng)地和制梁臺(tái)座，鋪設(shè)龍門(mén)吊走行線，組裝龍門(mén)吊。

2.設(shè)置觀測(cè)塔和頂推臨時(shí)支墩。

3.在墩頂設(shè)置頂推千斤頂支墩、導(dǎo)向支墩和滑道墊層，鋪設(shè)墩頂滑道，安裝頂推千斤頂和自動(dòng)頂推裝置。

4.組裝鋼導(dǎo)梁并吊裝就位固定。

5.梁段制作。梁段鋼筋按底腹板U形骨架和頂板鋼筋網(wǎng)片兩部分，分別在特設(shè)的鋼筋綁扎臺(tái)座上綁扎成形；內(nèi)模在制梁臺(tái)座下預(yù)先拼好，使用時(shí)，鋼筋及內(nèi)模均通過(guò)龍門(mén)吊吊裝就位；梁段混凝土按照先底板、再腹板、后頂板的順序分層灌注。底、腹板混凝土均通過(guò)特制的小串筒入模，其中底板小串筒采取在頂板開(kāi)天窗的辦法，伸入箱內(nèi)。

八、頂推工藝

（一）工藝流程

(二)操作要點(diǎn)?

1.安裝導(dǎo)向糾偏裝置、拉錨器和頂推傳力拉索，使5根鋼絞線松緊一致；

2.檢查滑道標(biāo)高，檢查新制梁段與模板及制梁臺(tái)座的連接是否已全部解除；

3.工作人員各就各位，準(zhǔn)備好頂推所用的滑塊和糾偏調(diào)整墊板及千斤頂。各液壓站司機(jī)起動(dòng)液壓站，檢查設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)液壓站按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行五級(jí)調(diào)壓，然后，通知主控臺(tái)該機(jī)準(zhǔn)備就緒；

4.按下主控臺(tái)工作按鈕，各液壓站同時(shí)起動(dòng)；

5.按下主控臺(tái)頂推按鈕，各液壓站按五級(jí)調(diào)壓的最低一級(jí)向各千斤頂供油。按從小到大的順序依次按下主控臺(tái)控制各液壓站等級(jí)的按鈕，各液壓站向各千斤頂?shù)墓┯蛪毫χ鸺?jí)增大，最后達(dá)到設(shè)計(jì)值。此時(shí)，各千斤頂推力也達(dá)到設(shè)計(jì)值，梁體開(kāi)始向前移動(dòng)；

6.在梁體前進(jìn)的同時(shí)，各墩頂喂接滑塊人員不斷地將滑塊從滑道后端喂入，并將隨梁體前移從滑道前端滑出的滑塊接住備用；?

7.各液壓站司機(jī)要隨時(shí)注意千斤頂?shù)倪\(yùn)行情況，當(dāng)千斤頂行程到位時(shí)，按下液壓站的急停按鈕，則所有的液壓站停止工作，箱梁停止前進(jìn)；?

8.各液壓站司機(jī)單獨(dú)操作各千斤頂回程；?

9.重復(fù)上述4～8項(xiàng)工作，進(jìn)行下一個(gè)行程的頂推；?

10.在頂推的過(guò)程中，不斷觀測(cè)梁體的中線，如偏差大于2cm，應(yīng)進(jìn)行糾偏；?

11.作好頂推記錄和應(yīng)力監(jiān)測(cè)，每頂推4m測(cè)試一次梁段內(nèi)力，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理；

12.階段頂推結(jié)束后，將箱梁縱、橫向準(zhǔn)確對(duì)位，準(zhǔn)備灌注下一節(jié)梁段；

13.全聯(lián)梁頂推就位時(shí)，逐節(jié)拆除鋼導(dǎo)梁，然后，將箱梁縱、橫向準(zhǔn)確就位；

14.張拉后期預(yù)應(yīng)力束，拆除頂推臨時(shí)束，起頂箱梁，拆除頂推滑道，安裝正式支座，然后落梁，調(diào)整支反力，復(fù)核梁底標(biāo)高，鎖定支座。整聯(lián)梁頂推完畢。

九、質(zhì)量控制?

(一)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?

根據(jù)《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TBJ203-85)和《鐵路特大橋工程質(zhì)量評(píng)定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TBJ416-87)及其它有關(guān)規(guī)定，制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：?

1.箱梁幾何尺寸必須精確，其誤差不得大于±5mm，相鄰梁段錯(cuò)位不大于2mm，相鄰梁段中線夾角不大于1；

2.預(yù)應(yīng)力孔道偏差不大于2mm；

3.頂推梁段尾端的整體不垂直度不大于4mm；

4.預(yù)應(yīng)力束張拉實(shí)行張拉力和伸長(zhǎng)值雙控，實(shí)際伸長(zhǎng)值同理論伸長(zhǎng)值比較，誤差不得超過(guò)+10%和-5%；

5.張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋兩端回縮量之和不得大于8mm，滑絲斷絲總數(shù)不得超過(guò)梁段鋼絲總數(shù)的5‰，且一束內(nèi)斷絲不得超過(guò)1絲；

6.階段頂推結(jié)束時(shí)，箱梁首尾橫向就位誤差不得大于2mm，梁尾縱向就位誤差不得大于±5mm；

7.全聯(lián)梁頂推到位時(shí)，箱梁中線偏差不得大于15mm；

8.滑道頂面標(biāo)高誤差不大于±1mm，同墩滑道頂面高差不得大于1mm；

9.制梁臺(tái)座滑道和底模接縫處錯(cuò)臺(tái)不得大于1mm；?

10.梁底標(biāo)高誤差不大于±2mm，同段梁梁底不平整度不大于2mm。

(二)質(zhì)量控制措施

1.建立可靠的質(zhì)量保證體系，開(kāi)展全面質(zhì)量管理活動(dòng)，各工序指派專人負(fù)責(zé)，技術(shù)人員跟班作業(yè)。

2.搞好“三檢”工作，嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工，不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)決返工。

3.頂推精度的控制

(1)箱梁中線的控制。在每段梁的頂板上作3個(gè)中線標(biāo)記點(diǎn)，頂推時(shí)，觀測(cè)塔上架設(shè)經(jīng)緯儀對(duì)梁體中線進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)較大偏斜時(shí)，進(jìn)行糾偏。階段頂推箱梁差2m就要就位時(shí)，開(kāi)始不間斷地觀測(cè)和精確地糾偏，使箱梁首尾中線偏差控制在4mm范圍內(nèi)。最后就位時(shí)箱梁首尾中線偏差控制在2mm之內(nèi)。

每次頂推結(jié)束時(shí)，畫(huà)出箱梁的中線狀態(tài)圖，將箱梁的實(shí)際中線與箱梁的設(shè)計(jì)中線相比較，分析箱梁中線的偏差情況，確定下一步施工箱梁中線的控制方案，使箱梁的實(shí)際中線繞設(shè)計(jì)中線左右擺動(dòng)，避免出現(xiàn)大弧形，以免影響頂推施工的正常進(jìn)行。

(2)箱梁截面位置的控制。階段頂推就位前，在箱梁的頂板及模板上作明顯標(biāo)記，并設(shè)專人觀察，控制箱梁縱向準(zhǔn)確就位。每制三段梁，測(cè)量一次梁長(zhǎng)和跨度，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證箱梁截面位置正確和梁底支座預(yù)埋件位置正確。

4.防開(kāi)裂措施

為防止梁體在頂推過(guò)程中發(fā)生開(kāi)裂，采取了如下措施。

(1)提高滑道的制作精度，嚴(yán)格控制滑道標(biāo)高，每次頂推施工前，均檢查各墩頂滑道標(biāo)高。在臨時(shí)支墩滑道下面設(shè)YSD2000-30型千斤頂，以便隨時(shí)調(diào)整滑道標(biāo)高。

(2)在箱梁前段設(shè)置重量輕、剛度大的板式鋼導(dǎo)梁，用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋加強(qiáng)鋼導(dǎo)梁與箱梁的連接，改善箱梁前部的受力狀態(tài)。在部分梁段(拉應(yīng)力控制截面)也加設(shè)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。

(3)高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制梁段制作質(zhì)量，確?；炷恋母黜?xiàng)指標(biāo)(特別是強(qiáng)度和彈性模量)和施工質(zhì)量。

(4)提高模板制作精度，提高梁底平整度。新制梁段頂離制梁臺(tái)座后，設(shè)專人負(fù)責(zé)箱梁底板的修整、打平。

十、注意事項(xiàng)及安全措施

1.在灌注梁段混凝土的過(guò)程中，要注意防止波紋管漏漿、上浮等現(xiàn)象發(fā)生，以保證預(yù)應(yīng)力管道質(zhì)量。?

2.要控制好底、腹板混凝土灌注的間隔時(shí)間，以防底板蓋板上浮、爆?；蚯昂蠊嘧⒌幕炷两佑|面有明顯的痕跡。?

3.頂推過(guò)程中，要注意觀測(cè)導(dǎo)梁和臨時(shí)支墩的變形、變位情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)加固。

4.起落梁時(shí)，要注意箱梁變形的“滯后”現(xiàn)象，絕不可操之過(guò)急。

5.在制梁臺(tái)座前30m的范圍內(nèi)設(shè)安全網(wǎng)，在各墩頂設(shè)欄桿。

6.配齊安全防護(hù)用品，高空作業(yè)人員要系好安全帶，夜晚燈光暗淡處不得進(jìn)行高空作業(yè)。

7.施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人站崗，嚴(yán)禁非施工人員入內(nèi)。

8.工地24小時(shí)設(shè)安全員，負(fù)責(zé)檢查、督促工人按安全規(guī)則施工，嚴(yán)禁違章作業(yè)。

十一、勞動(dòng)組織

本工法的勞動(dòng)力組織見(jiàn)表2。

?十二、效益分析

1.施工進(jìn)度快。以寶中線黃河特大橋?yàn)槔骄慷瘟貉h(huán)周期為9.9天，并創(chuàng)造了連續(xù)12段梁平均循環(huán)周期為7天及單段循環(huán)周期為6天的好成績(jī)。僅用8個(gè)月零11天的時(shí)間就完成了2聯(lián)7×48m連續(xù)箱梁的頂推架設(shè)。

另外，用頂推法架梁，在合理安排下部主體工程施工后，頂推施工可與墩臺(tái)施工同時(shí)進(jìn)行，從而縮短整個(gè)大橋的施工工期。

2.本工法充分利用各橋墩墩頂容許承受水平力的潛在能力，避免了設(shè)置大噸位頂推錨固設(shè)施，且操作簡(jiǎn)單，安全可靠。?

3.頂推法架梁，將現(xiàn)場(chǎng)制梁架設(shè)的復(fù)雜工作，分段化為各個(gè)施工工序的有規(guī)律的周期循環(huán)作業(yè)，既不需要大型的機(jī)械設(shè)備，也最大限度地縮短了架梁時(shí)間。?

4.采取了適當(dāng)?shù)姆篱_(kāi)裂措施，能有效地防止梁體在頂推過(guò)程中發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。?

5.外界干擾小，橋下通航或通車(chē)不影響連續(xù)梁頂推施工。?

6.節(jié)省勞力，機(jī)具設(shè)備能重復(fù)使用，可節(jié)省費(fèi)用，降低造價(jià)。?

十三、工程實(shí)例?

寶中鐵路中衛(wèi)黃河特大橋，主跨為2聯(lián)7×48m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，設(shè)計(jì)要求用頂推法施工。該橋是我國(guó)目前用頂推法施工的鐵路橋梁中跨度最大、孔聯(lián)最長(zhǎng)、單聯(lián)頂推重量最大的連續(xù)梁橋。?

鐵道部第十三工程局一處，應(yīng)用本工法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定了雙向?qū)?、中間合攏的施工方案，將每聯(lián)梁分成22個(gè)節(jié)段，現(xiàn)場(chǎng)制梁、多點(diǎn)頂推。在工期緊、任務(wù)重的情況下，合理組織、精心施工，經(jīng)過(guò)8個(gè)月零11天的艱苦奮戰(zhàn)，保質(zhì)保量地完成了兩聯(lián)箱梁的頂推架設(shè)，工期比預(yù)計(jì)提前47天，保證了寶中鐵路北段提前鋪軌，受到甲方和地方政府的好評(píng)，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

該橋的順利建成，創(chuàng)造了我國(guó)鐵路橋梁頂推架設(shè)的新紀(jì)錄，填補(bǔ)了我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)史上的一項(xiàng)空白，同時(shí)也表明，本工法在技術(shù)上已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。